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蔬菜育苗高压静电吸附播种机理及系统参数优化

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农业工程学报 2024年第9期40卷 26-38页

作者：孙胜胡斌马金虎吴芯茗罗昕徐晓赟徐洛川石河子大学机械电气工程学院石河子832003 农业农村部西北农业装备重点实验室石河子832003 现代农业机械兵团重点实验室石河子832003

针对现有气吸式穴盘育苗播种机对含杂较多且没有丸粒化的不规则小颗粒蔬菜种子存在吸孔堵塞而导致排种精度下降的技术难题,该研究摒弃小孔径、长导程吸孔,设计了一种基于高压静电吸附特性的蔬菜育苗播种机。通过理论分析及电势等值线分... 详细信息

针对现有气吸式穴盘育苗播种机对含杂较多且没有丸粒化的不规则小颗粒蔬菜种子存在吸孔堵塞而导致排种精度下降的技术难题,该研究摒弃小孔径、长导程吸孔,设计了一种基于高压静电吸附特性的蔬菜育苗播种机。通过理论分析及电势等值线分布仿真试验确定介电绝缘层材料;构建静电吸附力学模型,明确影响静电吸附力的主要因素及其相互关系,确定影响播种性能的电参数及范围;以型孔加工直径、正向高压静电发生器输出电压和种箱底面倾斜角度为试验因素,以播种合格指数、重播指数和漏播指数为响应指标进行三因素三水平Box-Behnken中心组合试验,得到各试验因素与响应指标间的数学模型,应用Design-Expert 10.0.4软件对数学模型进行多目标优化,得到最佳参数组合为:型孔加工直径5.91 mm、正向高压静电发生器输出电压17.67 kV、种箱底面倾斜角度14.69°,此时播种合格指数为91.13%、重播指数为3.02%、漏播指数为5.85%。播种性能验证试验的播种合格指数相较于优化结果降低了0.61个百分点、重播指数相较于优化结果降低了0.17个百分点、漏播指数相较于优化结果增加了0.78个百分点。试验误差在允许范围内,参数优化结果可靠,满足精量播种技术要求。研究结果可为不规则小颗粒蔬菜种子精量播种机械装备的研发提供参考,同时也可为不规则小颗粒物料定量吸附和快速分离方法研究及设备开发提供参考。

关键词：播种机蔬菜制干辣椒高压静电吸附特性

基于联合收获机平台的覆秸式油菜联合播种机研制

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农业工程学报 2024年第9期40卷 15-25页

作者：康艳廖庆喜林建新韩静轩万星宇张青松华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对长江中下游稻油轮作区水稻收获后留茬高、传统旋耕装置秸秆还田能力不足导致油菜成苗率不高等问题,该研究设计了一种基于联合收获机平台的覆秸式油菜联合播种机。为提高机具通过性,结合曲柄滑块机构运动原理,根据运动学分析对悬挂... 详细信息

针对长江中下游稻油轮作区水稻收获后留茬高、传统旋耕装置秸秆还田能力不足导致油菜成苗率不高等问题,该研究设计了一种基于联合收获机平台的覆秸式油菜联合播种机。为提高机具通过性,结合曲柄滑块机构运动原理,根据运动学分析对悬挂装置结构进行改进,增大后悬挂装置离地间隙;为实现秸秆覆盖还田,基于联合收获机脱粒装置结构特点增设秸秆粉碎侧抛装置,对秸秆粉碎和抛送过程开展动力学和运动学分析,确定了秸秆粉碎和铺放质量的影响因素。以机具前进速度、发动机动力输出转速为试验因素,以碎土率、厢面平整度、秸秆粉碎合格率和秸秆铺放均匀性为试验指标,开展单因素试验与二因素三水平中心复合试验,得到各因素对试验指标的影响规律及响应面模型。试验结果表明,前进速度和发动机动力输出转速对种床质量及秸秆粉碎铺放效果均影响显著(P播种和一机多用提供新思路。

关键词：联合收获机播种机油菜覆秸中心复合试验

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蔬菜穴盘育苗播种机清种装置的设计与试验

华南农业大学学报 2024年第1期45卷 116-126页

作者：杨文彩田梓园潘吴建赵静张海东李贵荣云南农业大学机电工程学院云南昆明650201 宁波财经学院浙江宁波315175

【目的】针对蔬菜穴盘育苗播种机现有清种装置清种效果不好,导致的充种合格率低、重播率高问题,设计集机械式、气吹式、电控式为一体的清种装置。【方法】结合运动学及动力学理论对三级清种装置的结构进行设计;采用Ansys软件中Fluent模... 详细信息

【目的】针对蔬菜穴盘育苗播种机现有清种装置清种效果不好,导致的充种合格率低、重播率高问题,设计集机械式、气吹式、电控式为一体的清种装置。【方法】结合运动学及动力学理论对三级清种装置的结构进行设计;采用Ansys软件中Fluent模块对气吹式清种装置的不同进气口和出气口结构中的气流稳定性进行分析;在理论分析和仿真分析的基础上选取排种器转速、排种器负压、清种装置正压、种子直径为试验因素,结合农艺要求选取单粒充种合格率、重播率为试验指标开展四因素三水平二次回归正交试验。根据试验数据得出最佳参数组合。【结果】由仿真分析得出,中间端进气圆弧式喷嘴气吹式清种结构清种效果最好。由台架试验得到排种最佳参数组合,即在排种器转速为0.17 r/s、种子直径为1.5 mm、排种器负压为0.6 kPa、气吹式清种装置正压为0.3 kPa时,平均单粒充种合格率为95.31%,平均重播率为0.2%。【结论】本文设计的清种装置满足了蔬菜播种农艺要求,可以有效提升充种合格率、降低重播率,为生产实际提供理论指导。

关键词：蔬菜穴盘育苗播种机清种装置二次回归正交试验

2BHG-160型花生播种机关键部件设计与试验

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中国农业大学学报 2024年第3期29卷 164-174页

作者：全伟马紫涛石方刚高晨吴明亮湖南农业大学东方科技学院长沙410128 湖南农业大学机电工程学院长沙410128

针对现有花生播种机难以适应南方黏壤土作业环境及播种品种单一等问题,设计一种普适性较高的旋耕高垄单粒播种机。基于花生播种农艺要求,对播种机的关键部件进行理论分析与设计;为优选出能适用多个花生品种的排种器,以南方主要种植的花... 详细信息

针对现有花生播种机难以适应南方黏壤土作业环境及播种品种单一等问题,设计一种普适性较高的旋耕高垄单粒播种机。基于花生播种农艺要求,对播种机的关键部件进行理论分析与设计;为优选出能适用多个花生品种的排种器,以南方主要种植的花生品种‘四粒红’和‘湘花’为试验对象,以排种盘型号和排种轴转速为试验因素,粒距合格指数和破损率为评价指标,利用JPS-12型排种性能试验台开展单因素台架试验;试制2BHG-160型花生播种机样机进行田间试验。台架试验结果表明,‘四粒红’和‘湘花’播种的最佳排种盘型号为大粒盘,最佳排种轴转速为10 r/min;田间试验结果表明,‘四粒红’和‘湘花’的粒距合格指数分别为94.04和93.22,破损率分别为0.14%和0.62%,整机播种深度合格率、垄高稳定度及上沟宽稳定度分别为84%、96.69%和95.47%。机具作业性能良好,可用于南方粘壤土环境花生播种作业。

关键词：花生播种机开沟器排种器

基于GNSS测速的小麦播种机电控系统设计与试验

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河南农业大学学报 2024年

作者：桂真亮顾玉麒徐磊鑫何勋祝英豪王宝山王万章河南农业大学机电工程学院

【目的】针对卫星测速的电动小麦播种机因起步和停车卫星信号“延时”造成漏播和多播的问题，本文针对GNSS测速的小麦电控播种系统进行试验研究。【方法】采用试验统计方法对于起步加速阶段的延时进行速度补偿；建立了停车判定条件，解... 详细信息

【目的】针对卫星测速的电动小麦播种机因起步和停车卫星信号“延时”造成漏播和多播的问题，本文针对GNSS测速的小麦电控播种系统进行试验研究。【方法】采用试验统计方法对于起步加速阶段的延时进行速度补偿；建立了停车判定条件，解决播种停车时的延时导致的过量播种问题。控制系统以STM32为主控制器，采用手机终端进行人机交互，根据检测的作业速度和设置的播种参数计算出排种器的理论转速，同时通过编码器采集排种器实时转速，模糊PID算法根据理论转速与实际转速形成的偏差和偏差变化率实时调整电机转速，使其快速精准地跟随作业速度的变化。【结果】分析判定模型，将车速减速到 1.76 km·h-1作为停机判定依据。田间试验结果表明，起步加速到匀速时的时间服从正态分布，均值为1.7 s。试验对比未起步速度补偿与停车判定在起步加速阶段及减速停车阶段的播种均匀性，结果表明，起步速度补偿与停车判定在起步加速阶段平均播种均匀性变异系数为5.63%，平均相对减小2.56%，实际播种滞后距离平均减小0.45 m。减速停车阶段平均播种均匀性变异系数为5.52%，平均相对减小21.74%。【结论】该方法可提高小麦的播种均匀性，减小起步加速阶段播种滞后距离。

关键词：小麦播种机电驱动控制延时匀播

2BDS-7型大蒜精量平放播种机的设计与试验

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农机化研究 2024年第11期 144-152页

作者：信嘉程崔荣江孙良浙江理工大学机械工程学院杭州职业技术学院

为给我国大蒜生产提供更多播种方式，以金乡杂交蒜为试验对象，对大蒜鳞芽正芽、倒立、平放3种朝向进行种植试验。试验结果表明：鳞芽倒立播种生长蒜头质量是正芽播种的75%,对产量影响明显；鳞芽平放播种生长蒜头质量是正芽播种的96%,... 详细信息

为给我国大蒜生产提供更多播种方式，以金乡杂交蒜为试验对象，对大蒜鳞芽正芽、倒立、平放3种朝向进行种植试验。试验结果表明：鳞芽倒立播种生长蒜头质量是正芽播种的75%,对产量影响明显；鳞芽平放播种生长蒜头质量是正芽播种的96%,对产量影响有限。基于种植试验结果，设计了2BDS-7型大蒜精量平放播种机，由排种器、开沟器、平地器、株距调整系统、传动系统、机架及地轮等部件组成，可一次完成开沟、播种、覆土、镇压作业。为提高播种机作业效率，对排种器清种角度、充种间距、取种勺结构及布置方式进行优化；为实现大蒜鳞芽种植姿态统一，设计船型开沟器，对3个作业速度和2个落种高度进行播种试验，分析了不同排种效率对播种机作业效果的影响。试验结果表明：播种机最佳排种效率为1.8颗/s,较原有结构作业效率提高了22%;在株距为120mm条件下，两种落种高度的合格指数≥95.10%、重播指数≤3.06%、漏播指数≤1.84%、播种姿态合格指数≥93.10%。采用相同运行参数，试播外形几何尺寸有一定差异的苍山大蒜和金乡白蒜，发现播种机对不同大蒜品种具有良好适应性。

关键词：大蒜播种机排种器

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一种稻田自主播种机的路径跟踪方法的研究

农机化研究 2024年第3期46卷 52-56页

作者：梁超王洪珍鲍小沾张琪江苏安全技术职业学院江苏徐州221000

为了克服自主式水稻播种机在水田应用中的障碍,基于一种高精度的路径跟踪算法,结合侧向偏差和航向角偏差作为反馈,建立了非线性转向控制模型,对在泥泞不平的水田中直线行驶时的转向控制进行路径跟踪,且为了避免倾斜引起的位置误差,考虑... 详细信息

为了克服自主式水稻播种机在水田应用中的障碍,基于一种高精度的路径跟踪算法,结合侧向偏差和航向角偏差作为反馈,建立了非线性转向控制模型,对在泥泞不平的水田中直线行驶时的转向控制进行路径跟踪,且为了避免倾斜引起的位置误差,考虑了车辆倾斜时侧倾角和俯仰角对位置坐标的影响。田间试验表明:该算法的平均绝对横向偏差小于2.9cm,航向角偏差小于0.03°,能将横向偏差减小到0.5m以内的短距离,且超过95%的测量横向偏差绝对值小于0.01m,能够满足我国水田自主式水稻播种机的精度及农艺要求。

关键词：播种机自动导航路径规划跟踪水稻

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新型旋耕开沟施肥播种机的设计与研究

农机化研究 2024年第8期46卷 120-124页

作者：张明伟刘红艳济源职业技术学院机电工程系河南济源459000

针对播种施肥难的问题,结合垄作区作物种植的农艺要求,设计了一款新型旋耕开沟施肥播种机。机具适用于小麦、大豆和玉米垄上栽培技术,可实现精确深施肥、精密播种、开沟、覆土和镇压等作业,为小麦、大豆和玉米的规模化、机械化作业提供... 详细信息

针对播种施肥难的问题,结合垄作区作物种植的农艺要求,设计了一款新型旋耕开沟施肥播种机。机具适用于小麦、大豆和玉米垄上栽培技术,可实现精确深施肥、精密播种、开沟、覆土和镇压等作业,为小麦、大豆和玉米的规模化、机械化作业提供了一定的技术支撑。试验结果表明:设计的新型旋耕开沟施肥播种机对降低漏播、提高播种深度和植株距离的合格率具有重要意义,大大提高了作业质量和效率。

关键词：播种机旋耕开沟施肥播种深度植株距离

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先进制造技术对播种机零部件生产的经济模型分析

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农机化研究 2024年第1期46卷 131-135页

作者：袁艳娟河南工业职业技术学院河南南阳473000

首先,介绍了先进制造技术理论知识,分析了播种机整体结构及生产工艺;然后,阐述了BP神经网络分析播种机零部件生产的经济模型的依据,并搭建和实现了BP神经网络成本估算模型;最后,进行了生产验证。验证结果表明:基于BP神经网络对播种机零... 详细信息

首先,介绍了先进制造技术理论知识,分析了播种机整体结构及生产工艺;然后,阐述了BP神经网络分析播种机零部件生产的经济模型的依据,并搭建和实现了BP神经网络成本估算模型;最后,进行了生产验证。验证结果表明:基于BP神经网络对播种机零部件估算比较准确,采用先进制造技术生产的自动排种部件成本较普通制造设计下降12%,证实了系统的正确性和可靠性。

关键词：播种机先进制造 BP神经网络经济模型成本估算